Кишечные бактерии управляют кишечными часами

11.10.2019

Когда мы говорим о биологических часах, которые управляют суточной активностью клеток, органов и организма в целом, то всегда нужно помнить, что часов этих в нас довольно много: есть центральные, которые находятся в мозге, и есть периферические, которые управляют отдельными органами и системами органов. И, к примеру, от кишечных часов зависит, как будут всасываться питательные вещества в зависимости от времени суток.

Но в кишечнике, как мы знаем, живет колоссальная масса симбиотических бактерий, которые помогают нам переваривать пищу (и не только). Можно предположить, что кишечная микрофлора как-то влияет на кишечные часы, и действительно, исследования показали, что влияет - если из кишечника убирали всех бактерий, его суточные ритмы расстраивались.

Но как именно бактерии влияют на кишечные биологические часы? Скорее всего, микробы выделяют какие-то вещества, действующие на гены, от которых зависит ход внутренних часов. Сотрудники Юго-западного медицинского центра Университета Техаса описывают в своей статье в Science отличия в активности генов в кишечных клетках, взятых у нормальных мышей, и в кишечных клетках, взятых у мышей без микрофлоры.

Гена HDAC3 кодирует фермент, пришивающий ацетильную химическую группу к молекулам белков-гистонов. Эти белки служат упаковщиками для ДНК, и от них зависит, можно ли будет с ДНК считывать информацию или нет; иными словами, от гистонов зависит активность генов. Но поведение самих гистонов зависит от химических модификаций, в том числе и от модификаций ацетильными группами. Значит, добавляя или уменьшая количество фермента HDAC3, изменяя его активность, тем самым можно изменить работу множества генов. (Изменение активности генов через гистоны - один из способов эпигенетической регуляции.)

От бактерий зависит, будет ли фермент HDAC3 связываться с гистонами на определенных генах, и будут ли эти гены в определенное время суток доступны для считывания записанной в них информации. То есть бактерии создавали суточный ритм в активности кишечных генов, действуя через эпигенетический механизм регуляции, через гистоны. При этом тот же самый HDAC3 зависел от работы мышиного часового гена, иными словами, суточный ритм кишечника зависел как от собственного механизма биологических часов, так и от бактерий (чего, наверно, и следовало ожидать).

Вероятно, фермент HDAC3 помогал гистонам своевременно распаковывать и упаковывать гены, контролирующие переваривание и расщепление питательных веществ. Однако на один такой ген HDAC3 действует непосредственно - это ген Cd36, который помогает всасывать липиды. Фермент HDAC3 сам, без помощи гистонов, связывается с геном Cd36 и активирует его. Можно предположить, что если HDAC3 выпадет из ритма, это может привести к ожирению - из-за активности Cd36 жиров начнет всасываться слишком много и не по расписанию.

<< Назад: Алюминиевые батарейки лучше литий-ионных 12.10.2019

>> Вперед: Мухи помогут алкоголикам 11.10.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Лунный маяк 01.06.2024 NASA успешно протестировало новую систему позиционирования на Луне, которая значительно повысит безопасность перемещения луноходов и астронавтов. В феврале этого года в рамках миссии Intuitive Machine's Odysseus был проведен тест маяка под названием Lunar Node 1 (LN-1). За 30 минут работы маяк продемонстрировал свою способность определять местоположение объектов на лунной поверхности. LN-1 использует сеть различных источников, таких как орбитальные аппараты, наземные станции и другие маяки, для точного определения местоположения. Во время теста были проведены две 15-минутные передачи, сигнал которых был успешно принят в сети далекого космоса NASA. Команда смогла получить телеметрические и навигационные данные, что подтвердило работоспособность системы. "Мы установили временный маяк на лунной поверхности," - заявил Эван Анзалоне, главный исследователь LN-1 в Центре космических полетов имени Маршалла. "Теперь наша цель - создать устойчивую локальную сеть маяков, которая поможет космическим аппаратам и экипажам безопасно перемещаться и исследовать Луну." Хотя миссия "Одиссей" столкнулась с проблемами при посадке, приземлившись под крутым углом, что сократило время тестирования LN-1 с 10 часов до 30 минут, система успешно поддержала навигацию миссии. Этот успех подтвердил, что технология способна выполнять поставленные задачи даже в сложных условиях. Команда планирует создать сеть лунных узлов, которые будут отслеживать движение вокруг и на поверхности Луны. Совместно с другими системами, такими как световозвращатель Vikram, испытанный в прошлом году, и различными инициативами NASA и других агентств, эта сеть станет частью более крупной инфраструктуры под названием LunaNet. Анзалоне отметил важность таких технологий: "В космических миссиях, где точность и своевременность навигации имеют критическое значение, LN-1 может служить маяком для каждого исследователя, транспортного средства или лагеря на Луне и Марсе." Технология Lunar Node 1 открывает новые горизонты для исследований Луны и других планет. Создание устойчивой сети маяков значительно повысит безопасность и эффективность работы космических миссий. В долгосрочной перспективе эта система может стать важной частью инфраструктуры для исследования и освоения космоса, обеспечивая надежную навигацию и поддержку экипажей на Луне и за ее пределами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025